太陽(yáng)能電池的工作原理，要有圖啊，還要分析

【專(zhuān)家解說(shuō)】：光生伏特效應(yīng)簡(jiǎn)稱(chēng)為光伏效應(yīng)，指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。 太陽(yáng)能電池是一種近年發(fā)展起來(lái)的新型的電池。太陽(yáng)能電池是利用光電轉(zhuǎn)換原理使太陽(yáng)的輻射光通過(guò)半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N器件，這種光電轉(zhuǎn)換過(guò)程通常叫做“光生伏打效應(yīng)”，因此太陽(yáng)能電池又稱(chēng)為“光伏電池”，用于太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料是一種介于導(dǎo)體和絕緣體之間的特殊物質(zhì)，和任何物質(zhì)的原子一樣，半導(dǎo)體的原子也是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成，半導(dǎo)體硅原子的外層有4個(gè)電子，按固定軌道圍繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)受到外來(lái)能量的作用時(shí)，這些電子就會(huì)脫離軌道而成為自由電子，并在原來(lái)的位置上留下一個(gè)“空穴”，在純凈的硅晶體中，自由電子和空穴的數(shù)目是相等的。如果在硅晶體中摻入硼、鎵等元素，由于這些元素能夠俘獲電子，它就成了空穴型半導(dǎo)體，通常用符號(hào)P表示；如果摻入能夠釋放電子的磷、砷等元素，它就成了電子型半導(dǎo)體，以符號(hào)N代表。若把這兩種半導(dǎo)體結(jié)合，交界面便形成一個(gè)P－N結(jié)。太陽(yáng)能電池的奧妙就在這個(gè)“結(jié)”上，P－N結(jié)就像一堵墻，阻礙著電子和空穴的移動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)能電池受到陽(yáng)光照射時(shí)，電子接受光能，向N型區(qū)移動(dòng)，使N型區(qū)帶負(fù)電，同時(shí)空穴向P型區(qū)移動(dòng)，使P型區(qū)帶正電。這樣，在P－N結(jié)兩端便產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)，也就是通常所說(shuō)的電壓。這種現(xiàn)象就是上面所說(shuō)的“光生伏打效應(yīng)”。如果這時(shí)分別在P型層和N型層焊上金屬導(dǎo)線(xiàn)，接通負(fù)載，則外電路便有電流通過(guò)，如此形成的一個(gè)個(gè)電池元件，把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來(lái)，就能產(chǎn)生一定的電壓和電流，輸出功率。制造太陽(yáng)電池的半導(dǎo)體材料已知的有十幾種，因此太陽(yáng)電池的種類(lèi)也很多。目前，技術(shù)最成熟，并具有商業(yè)價(jià)值的太陽(yáng)電池要算硅太陽(yáng)電池。 太陽(yáng)能電池就是利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置。常規(guī)太陽(yáng)電池簡(jiǎn)單裝置如左圖所示。當(dāng)N型和P型兩種不同型號(hào)的半導(dǎo)體材料接觸后，由于擴(kuò)散和漂移作用，在界面處形成由P型指向N型的內(nèi)建電場(chǎng)。當(dāng)光照在太陽(yáng)電池的表面后，能量大于禁帶寬度的光子便激發(fā)出電子和空穴對(duì)，這些非平衡的少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)的作用下分離開(kāi)，在電池的上下兩極累積，這樣電池便可以給外界負(fù)載提供電流。